[發明專利]一種可穿戴式電磁無損檢測儀器

在審

• 申請號: 202110531224.5
• 申請日: 2021-05-17
• 公開（公告）號: CN113311063A
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發明（設計）人: 吳斌;周鑫華;李亨濤;劉秀成
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: G01N27/90
• 分類號: G01N27/90;G01N27/904
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

一種可穿戴式電磁無損檢測儀器屬于無損探傷領域，主要由電磁無損檢測手套、腕帶式下位機、高柔電氣傳輸導線和平板式上位機組成。將微型互感式渦流陣列傳感器和磁擾動檢測陣列傳感器封裝至手套的指尖內側，形成電磁無損檢測手套。兩組陣列傳感器的供電、信號激勵和檢測信號輸出電纜以折疊方式內嵌在手套中，并與手套末端的插排連接器相連接。利用高柔導線將腕帶式下位機和手套末端的插排連接器進行電氣連接，腕帶式下位機和平板式上位機通過USB2.0接口進行信號傳輸。該發明提供的電磁無損檢測儀器具有可穿戴特點，適用于檢測人員對曲面構件表面和近表面進行損傷檢測。

技術領域

本發明屬于無損探傷領域，提供了一種可穿戴式電磁無損檢測儀器，實現曲面構件表面和近表面損傷檢測。

背景技術

電磁無損檢測儀器是金屬構件表面和近表面損傷檢測的重要工具。常規的電磁無損檢測儀器在使用時，一般需將檢測儀器主機放置在待測結構旁邊，由操作人員手持傳感器對待測區域進行掃查。當對空間狹小進行檢測或需進行登高檢測時，常規的電磁無損檢測儀器面臨著操作不便等不足。為解決該問題，本發明專利提出將互感式渦流陣列傳感器和磁擾動檢測陣列傳感器封裝至手套并穿戴于操作人員手部，將腕帶式下位機穿戴于操作人員腕部，再將上位機改為手持式平板電腦，由此實現一種可穿戴式電磁無損檢測儀器，借助人手的靈活性來提高傳感器對于檢測構件的檢測適用性，提高操作人員的現場檢測效率。

發明內容

本發明目的在于設計一種可穿戴式電磁無損檢測儀器，提供一種對金屬表面和近表面檢測的有效方法，將微型傳感器與手套結合，形成電磁無損檢測手套，利用手的靈活性對金屬試件表面進行無損檢測。兩組傳感器布置于人手指前端，借助兩種電磁檢測的方式，對試件表面進行全面有效的檢測，極大抑制了缺陷漏檢的情況。

為實現上述目的，本發明采取如下技術方案如下：

一種可穿戴式電磁無損檢測儀器，其工作方式是基于渦流和磁擾動檢測原理。該設計由電磁無損檢測手套、腕帶式下位機、高柔電氣傳輸導線和平板式上位機組成，其中電磁無損檢測手套由封裝至手套的指尖內側的兩組微型陣列傳感器(互感式渦流陣列傳感器和磁擾動檢測陣列傳感器)、折疊式電纜、插排連接器構成；腕帶式下位機中的STM32主控模塊、正弦波激勵電路模塊、信號調理和多通道采集電路模塊分別布置于腕帶的3個側板，通過卡帶緊扣在人的手腕部；腕帶式下位機和電磁無損檢測手套、平板式上位機之間均通過高柔電纜進行電氣連接。

為實現上述設計所采用的技術方案是設計電磁無損檢測手套，互感式渦流陣列傳感器采用雙排線繞制外徑2mm、高2mm的空心螺線管線圈并內置直徑1mm的圓柱形鐵氧體磁芯，構成單個渦流檢測陣元，通過雙排錯位布置形式在10mm×10mm范圍內共布置8個渦流檢測陣元；磁擾動檢測陣列傳感器采用薄片式橡膠永磁體提供靜態偏置磁場，在橡膠永磁體下方的PCB電路板上雙排錯位布置了共8個霍爾元件；兩組微型陣列傳感器通過折疊式電氣連接電纜與手套末端的插排連接器相連，折疊式電纜可適應手指彎曲等動作引起的大變形。

設計腕帶式下位機，可分解為獨立的STM32主控模塊、正弦波激勵電路模塊、信號調理和多通道采集電路模塊，3個模塊固定安裝在3個獨立的基板，基板通過搭扣串聯，形成腕帶的3個側板，3個模塊間采用柔性排線進行電氣連接；信號調理和多通道采集電路模塊的輸入接口與檢測手套插排連接器的輸出高柔電纜相連，STM32主控模塊的USB2.0接口與平板式上位機的USB2.0接口相連。

所述的結合可穿戴式電磁無損檢測儀器，其特征在于操作人員一手持平板式上位機進行儀器操作，一手穿戴電磁無損檢測手套對構件表面進行移動檢測，兩組微型陣列傳感器輸出的多通道檢測信號顯示在上位機軟件。

附圖說明

圖1：可穿戴式電磁無損檢測儀器示意圖。

圖2：檢測系統檢測流程示意圖。

圖3：腕帶式下位機示意圖。

圖4：傳感器與手套結合示意圖。